數字化技術輔助手術治療Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折療效觀察

留成勝 鄭 琦 鄭建平 謝 偉 吳向科 馮繼華

脛骨平臺骨折是骨折線累及脛骨近端關節面的骨折，為關節內骨折，占全身骨折1%～2%[1]，治療關鍵是塌陷關節面整復，堅強內固定及降低周圍軟組織損傷。傳統手術創傷大，關節面復位精準度差，軟組織剝離嚴重，易出現傷口感染，骨折復位不良，關節僵硬及創傷性關節炎等并發癥[2]。數字化技術如3D 打印等，有助于快速建模，精準定位，模擬手術復位、內固定等操作，利于制定周密術前計劃，確保手術順利完成[3]。但3D 打印對設備要求高，需專人處理操作軟件，醫療費用高，制作周期較長，限制了其普遍開展及在急診手術中的應用[4]。本研究采用數字化技術輔助治療脛骨平臺Schatzker Ⅱ～Ⅲ型骨折[5]，并對其可行性、臨床療效和安全性進行觀察和探討，報道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2017 年1 月—2019 年12 月浙江省衢州市中醫醫院收治的Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折[5]患者46 例。采用隨機數字表法分為傳統組和數字化組，各23 例。本研究經我院倫理委員會審核通過（批號2017002），患者均簽署知情同意書。

1.2 納入標準 （1）患者均符合Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折診斷標準[5]；（2）新鮮、閉合骨折；（3）年齡16～70 歲；（4）無血管、神經損傷。

1.3 排除標準 （1）開放性骨折；（2）既往合并膝關節畸形；（3）合并重要臟器損傷；（4）骨折脫位型或合并膝關節韌帶損傷不穩定者；（5）病理性骨折和不能耐受手術或麻醉者。

2 方 法

2.1 數字化技術 完善患膝脛骨平臺CT 數據，采用GE Optima CT 680 掃描，掃描條件:電壓120kV，電流100mAs；參數:層厚0.5mm，矩陣512×512，窗位400Hu。以Dicom 格式導入Mimics 17.0 軟件（materiaise's interactive medical image control system，交互式醫學影像控制系統，比利時）進行三維重建，通過軟件測量工具對骨折塌陷深度、骨塊移位距離進行精準測量（見插頁圖1A-B）。對骨折模型進行模擬手術，確定脛骨開窗部位、大小、參照點，復位頂棒最大置入范圍，有無頂棒復位死角，及鋼板植入位置和有效固定螺釘數目（見插頁圖1C-E）。

圖1 數字化技術輔助手術治療Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折

2.2 手術方法

2.2.1 傳統組 連續硬膜外麻醉下，取仰臥位，膝關節屈曲30°～45°，置于膝枕上。膝關節前外側切口，骨膜下剝離部分脛前肌，切開關節囊，懸吊半月板，開窗撬撥復位塌陷骨塊，克氏針臨時固定，C 形臂X 光機透視骨折復位情況，復位滿意后放置脛骨近端外側解剖型鋼板和植入螺釘固定。

2.2.2 數字化組 連續硬膜外麻醉下，取仰臥位，膝關節屈曲30°～45°，置于膝枕上。按術前設計及手術模擬規劃，采用膝關節前外側切口，骨膜下剝離部分脛前肌，結合術前重建模型骨折移位、關節面移位測量數據及參照點，術中根據實體再次測量各數據，對比Mimics 軟件重建模型測量數據和實體測量數據，術中根據術前規劃和手術演示進行開窗、頂棒置入、骨折復位（見插頁圖1B-F）。根據術前測量數據測量頂棒置入深度，慢慢頂起塌陷關節面，避免插入過淺造成骨折塌陷處部分復位及復位不足。C 形臂X 光機透視骨折復位滿意，放置鋼板和植入螺釘固定。

2.3 術后處理 術后予預防感染、鎮痛及補液等對癥處理，術后第1 天行肌肉等長收縮，1～2 天開始指導膝關節被動功能鍛煉，第2 天拔除負壓引流管，3～4 天開始膝關節主動屈伸功能鍛煉，6 周扶拐部分負重，3～4 個月完全負重。

2.4 觀察指標及方法 （1）術后第2 天及1、2、3、6、12 個月行X 線檢查。觀察骨折愈合時間及有無再塌陷。（2）記錄兩組患者手術情況，包括手術時間、術中出血量、骨折愈合時間。（3）采用膝關節Rasmussen評分評價術后X 線片骨折復位和愈合效果[6]；采用美國特種外科醫院膝關節評分（HSS）評價膝關節功能[6]；比較兩組患者末次隨訪時HSS 評分和Rasmussen 評分的優、良、可、差等級例數和優良率。（4）記錄術后患者切口延期愈合或不愈合，關節僵硬，內固定斷裂、失效，創傷性關節炎，膝外翻畸形等并發癥。

2.5 統計學方法 應用SPSS 23.0 統計軟件；計數資料采用卡方檢驗；計量資料以均數±標準差（）表示，采用Shapiro-Wilk 檢驗正態性，兩組比較采用兩獨立樣本t 檢驗；等級資料采用秩和檢驗；P＜0.05為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 兩組脛骨平臺骨折患者一般資料比較 傳統組23 例，男16 例，女7 例，年齡20～65（46.57±12.27）歲，受傷至手術時間（4.87±2.42）天；Schatzker 分型：Ⅱ型11 例，Ⅲ型12 例；致傷原因：交通事故傷15例，摔傷5 例，高處墜落傷3 例。數字化組23 例，男14 例，女9 例，年齡18～67（45.70±14.81）歲，受傷至手術時間（4.65±2.08）天；Schatzker 分型：Ⅱ型13 例，Ⅲ型10 例；致傷原因：交通事故傷10 例，摔傷8 例，高處墜落傷5 例。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

3.2 兩組脛骨平臺骨折患者手術情況比較 兩組46 例均獲得隨訪，隨訪時間6～42 個月。與傳統組比較，數字化組手術時間、術中出血量、骨折愈合時間均有明顯優勢，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組脛骨平臺骨折患者手術時間、術中出血量、骨折愈合時間比較（

表1 兩組脛骨平臺骨折患者手術時間、術中出血量、骨折愈合時間比較（

注：傳統組為傳統手術治療組；數字化組為數字化技術輔助手術治療組）

3.3 兩組患者末次隨訪時HSS 和Rasmussen 評分比較 末次隨訪時，數字化組HSS 評分的優良率高于傳統組（P＜0.05），兩組Rasmussen 評分優良率比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2-3。

3.4 兩組脛骨平臺骨折患者不良反應比較 傳統組1 例切口延期愈合，經換藥后獲得愈合，隨訪過程中2 例出現創傷性關節炎；數字化組隨訪過程中無內固定失效、創傷性關節炎、膝外翻畸形等并發癥，見插頁圖1G-H。

表2 兩組脛骨平臺骨折患者末次隨訪時HSS 評分比較[例（%）]

表3 兩組脛骨平臺骨折患者末次隨訪時Rasmussen 評分比較[例（%）]

4 討論

脛骨平臺骨折約占全身骨折的1.66%，占膝關節周圍骨折的26.1%，發病率呈逐年增加趨勢[7]，如處理不當易繼發膝關節退變加速、關節功能障礙等并發癥，嚴重影響患者生活質量。手術治療是脛骨平臺骨折目前常用治療方法，傳統手術并發癥發生率高；隨著創傷控制理念的發展，微創治療關節內骨折成為臨床治療主流和發展趨勢[8]；但由于該骨折的復雜性及技術水平等導致治療結果存在明顯差異[3]，詳細制定術前規劃和個性化手術方案是手術成功的關鍵。醫學三維重建軟件Mimics 是目前應用最為廣泛和成熟的醫學三維圖像處理軟件[9]。應用數字化技術可以對骨折進行三維重建、數據測量、虛擬手術，同時具有可反復操作、精準定位等特點，通過虛擬手術設計和術前評估，對手術進行計算機輔助規劃與技術優化[10]。

傳統手術根據常規X 線及CT 三維重建制定手術方案，不能充分評估骨折特點，數字化技術可實現術前全面評估，充分了解病情，為手術提供有效指導[11]。本研究結果顯示，X 線不能明確具體骨折塌陷位置（見插頁圖1A），數字化技術三維重建脛骨平臺骨折模型直觀顯示骨折部位，塌陷程度，在三維空間上任意角度觀察且沒有股骨髁的遮擋（見插頁圖1B）。通過對骨折模型觀察研究利于醫師建立三維空間思維能力，同時便于患者理解手術方案，利于和諧醫患關系[12-13]。本研究在模型上設計脛骨近端開窗位置及頂棒置入撬撥角度、深度及范圍，術前模擬（見插頁圖1C-E），選擇最優手術方案；術前從模型上測量數據（見插頁圖1C-D），術中根據術前規劃，實現骨折安全復位，避免軟組織廣泛剝離（見插頁圖1FH），優化治療。

傳統手術存在視野盲區，易出現骨折復位不良，本研究傳統組隨訪中出現2 例創傷性關節炎，考慮與骨折塌陷處存在復位不足所致；數字化組術中測量復位高度與術前測量數據對比，避免發生復位不良，23 例無1 例出現創傷性關節炎。3D 打印和關節鏡輔助技術在脛骨平臺骨折治療方面取得良好手術效果[14]；但3D 打印費用昂貴，操作人員專業性強，臨床推廣受客觀條件約束[15]；關節鏡技術增加骨筋膜室綜合征發生率[16]。本研究中數字化技術同3D 打印技術比較，操作簡單、費用低；同關節鏡技術比較，技術難度低，適宜在基層醫院開展。

數字化技術有助于減少術中顯露、復位及固定操作時間，縮短手術時間及減少出血量。本研究顯示，數字化組手術時間及術中出血量均優于傳統手術組（P＜0.05），與文獻[17]報道一致。傳統組1 例切口延期愈合，考慮與術中長時間皮膚牽拉，組織廣泛剝離等原因有關。數字化技術優化植骨通道建立，髓腔內松質骨有效擊打至上部骨折塌陷處，中部異體骨植入夯實，大量自體松質骨位于塌陷處，骨誘導骨愈合能力增強，同時有效避免術后再塌陷，利于骨折愈合。本研究顯示，數字化組患者骨折愈合時間短（P＜0.05）。本研究中數字化組HSS 評分優良率達95.65%，兩組差異存在統計學意義（P＜0.05），認為數字化技術輔助治療，有助于個性化方案設計及實施，實現微創、精準骨折復位及固定，減少切口感染、創傷性關節炎及膝外翻畸形等并發癥。

本組研究結果顯示，數字化技術輔助手術治療脛骨平臺骨折Schatzker Ⅱ～Ⅲ型具有手術時間短，出血量少，手術創傷小，恢復快及并發癥少等優點，值得臨床推廣使用。